导波光学(第2版)
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作者:王健

丛书名:高等学校电子信息类专业系列教材

定价:39元

印次:2-6

ISBN:9787302531609

出版日期:2019.09.01

印刷日期:2025.02.27

图书责编:盛东亮

图书分类:教材

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本书以经典电磁波理论和近代光学理论为基础,系统论述了光波导的基本概念、基本理论和各种典型的分析方法,全面讲述了平面光波导、金属包层平板介质波导、矩形介质波导和圆光波导的基本原理。在此基础上,对光波导的横向耦合、纵向耦合以及新型波导结构的原理和应用进行了讨论。 本书适合作为光电信息科学与工程、应用物理等专业的教材,也可作为从事光信息及相关领域的科学技术人员的参考用书。

王健,教授,博导。任职于北京交通大学理学院,长期从事光电子技术、光学测量技术,导波光学技术的研究与教学工作。

前言 光信息科学与技术是当今最活跃的科技领域之一。如果说20世纪是电子时代,那么21世纪将是光子时代。与电子信息技术相比,光信息技术已经在信息检测、信息传输与信息显示等领域占据上风。在信息处理和信息存储方面,虽然光还不及电,但随着各种新型光电子集成器件的不断出现,光信息技术发展势头迅猛,大有与电子信息技术并驾齐驱之势。 光信息的传输是光信息科学与技术的一个重要分支,它的基础是各种介质光波导。研究光在介质波导中传输的基础理论的学科分支就是导波光学。导波光学的发展与其他相关学科(如光纤通信、光纤传感、全光信号处理、激光技术等)的发展是相辅相成、相互促进的。导波光学为这些学科的发展奠定了理论基础,而后者的发展又在不断丰富和完善导波光学的内容。因此,学习导波光学的理论,对于全面掌握光信息科学与技术是至关重要的。 本书系统地讲述了光波导的基本概念和基本理论。第1章是绪论,第2章是其他各章的理论基础,重点讲述了介质光波导的电磁波理论、射线光学理论和模式的概念。第3~6章分别讨论了平面光波导、金属包层平板介质波导、矩形介质波导和圆光波导中光的传播特性。第7章讲述了光波导的横向耦合,包括横向模耦合和光束耦合。第8章讲述了光在非正规光波导中的耦合理论,重点讨论了光纤光栅和光纤对接问题。第9章介绍了近年来迅速发展的集成光子器件中出现的三种典型波导结构——Y分支波导、多模干涉耦合器和微环谐振器的原理和应用。 本书十分注重与先修课程和后续课程的衔接,力求做到通俗易懂。本书可以作为光信息科学与技术及相关专业学生的教材或参考教材,也可作为从事相关领域的科学技术人员的参考用书。 本...

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第1章绪论

第2章导波光学的理论基础

2.1电磁场的基本方程

2.1.1麦克斯韦方程组、物质方程、边值关系

2.1.2亥姆霍兹方程

2.1.3正规光波导中模式场的亥姆霍兹方程及模式的概念

2.1.4电磁场和模式场的横向分量与纵向分量的关系

2.1.5模式的正交性与模式展开

2.2光线在介质中的传播特性

2.2.1反射定律、折射定律与全反射

2.2.2古斯汉欣(GoosHaerchen)位移

2.2.3射线光学基础

习题

第3章平面光波导

3.1三层均匀平面波导的射线分析法

3.2三层均匀平面波导的电磁场分析法

3.2.1一般平面波导中模式的种类

3.2.2三层均匀平面波导中模式场的场分布与本征值方程

3.2.3模截止及波导中的传输模式数

3.2.4归一化参量

3.3非均匀平面波导的射线分析法

3.3.1光线在非均匀平面波导中的轨迹

3.3.2非均匀平面波导中的本征值方程

3.4平方律分布渐变型折射率平板波导

3.4.1TE导模

3.4.2TM导模

3.5WKB近似法

3.6变分法

3.6.1传播常数的积分表达式和变分法

3.6.2变分法的应用

3.7有限元法简介

3.7.1基于变分思想的有限元法

3.7.2基于加权余量法思想的有限元法

3.8多层分割法

习题

第4章金属包层平板介质波导

4.1金属的光频特性

4.1.1金... 查看详情

本书以经典电磁波理论和近代光学理论为基础,系统地论述了光波导的基本概念、基本理论和各种典型的分析方法。全面讲述了平面光波导、金属包层平板介质波导、矩形介质波导和圆光波导的基本原理。在此基础上,对光波导的横向耦合和纵向耦合问题分别进行了讨论。
本书适合光信息科学与技术、光纤通信、光学工程、应用物理等专业的学生作为教材或参考教材使用。
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